城市配電網(wǎng)提升改造投資方向的有效策略分析

劉 云

（國網(wǎng)河北省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，河北 石家莊050051）

0 引 言

過去7年國家電網(wǎng)公司的投資重心在主網(wǎng)，城市投資一直有所忽略。主網(wǎng)投資的目的主要是滿足用電量增速的需要。隨著國內(nèi)用電量增速的放緩，國家電網(wǎng)公司的投資重心將朝城市配網(wǎng)轉(zhuǎn)移。2013年這一特征表現(xiàn)得非常明顯，在基本網(wǎng)架已經(jīng)建設(shè)完成的情況下，配網(wǎng)建設(shè)成為投資的重點。

2013年9月中旬，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的意見》。在配電網(wǎng)方面，《意見》明確提出：要將配電網(wǎng)發(fā)展納入城鄉(xiāng)整體規(guī)劃，進(jìn)一步加強(qiáng)城市配電網(wǎng)建設(shè)，實現(xiàn)各電壓等級協(xié)調(diào)發(fā)展?？傮w而言，2014年及以后，投資重點在于城市配網(wǎng)建設(shè)。因此，如何提高城市配電網(wǎng)投資效果成為目前城市配網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵課題。

1 城市配網(wǎng)提升改造投資方向

城市配網(wǎng)提升改造投資分析的最大難點在于投資方向的確定。由于投資方向多元化，到底如何衡量各投資方向，對于投資方向的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益該如何綜合考慮，難以清晰地論述。但總體而言，對于一個結(jié)構(gòu)合理的城市配電網(wǎng)來說，其各部分所產(chǎn)生的效益與其投資在一定程度上應(yīng)該成正比，否則會引起投資比例失調(diào)，從這個意義上本文結(jié)合相關(guān)研究成果，根據(jù)配網(wǎng)各部分投資在配網(wǎng)電網(wǎng)總投資中所占比例來確定初步的配網(wǎng)投資方向，在此基礎(chǔ)上綜合考慮其他因素對其進(jìn)行修正［1］。

城市配網(wǎng)投資主要涉及以下幾個方向：

（1）完善網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

建設(shè)混合線路多分段適度聯(lián)絡(luò)，純電纜線路為環(huán)網(wǎng)接線方式的目標(biāo)網(wǎng)架，降低用戶故障停電時間，提高配網(wǎng)混合線路互聯(lián)率、絕緣化率、“N－1”比例和電纜網(wǎng)環(huán)網(wǎng)率，增強(qiáng)負(fù)荷轉(zhuǎn)（互）供能力，進(jìn)一步完善配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、潮流優(yōu)化能力，提高目標(biāo)網(wǎng)架安全性、可靠性。

（2）擴(kuò)大自動化區(qū)域

因地制宜，不斷優(yōu)化自動化的實現(xiàn)方式，按照供電區(qū)域?qū)╇娍煽啃砸蟮牟煌?，差異化制定配電自動化建設(shè)改造方案，實現(xiàn)線路監(jiān)控點合理分布，形成“一遙”、“二遙”、“三遙”組合式配電自動化系統(tǒng)。

（3）加大設(shè)備改造

對配網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)評估的基礎(chǔ)上，合理提高設(shè)備改造標(biāo)準(zhǔn)，重視環(huán)境設(shè)施建設(shè)，完善設(shè)備安全標(biāo)識，對不滿足安全運行要求的設(shè)備加大改造力度，不斷提高設(shè)備的抗外力破壞和抵御惡劣天氣的能力，切實提升配網(wǎng)設(shè)備的健康水平。

（4）提高運維能力

深入推進(jìn)配網(wǎng)狀態(tài)檢修，完善設(shè)備檢測技術(shù)裝備配置，加強(qiáng)配網(wǎng)的全過程技術(shù)監(jiān)督，提高配網(wǎng)設(shè)備故障診斷水平和狀態(tài)管理水平，以狀態(tài)監(jiān)測、評價為基礎(chǔ)全面開展配網(wǎng)狀態(tài)檢修工作。同時整合配網(wǎng)信息資源，充分發(fā)揮配網(wǎng)搶修指揮和配網(wǎng)運行管理對配電安全可靠的支撐作用。

對于四大投資方向，如何保證所產(chǎn)生的效益與投資成正比，下面以某城市配電網(wǎng)為例分析正確的投資方向。

2 某城市配網(wǎng)提升改造投資方向分析

2013年末，某城市建設(shè)改造區(qū)域有工業(yè)用戶388戶，一般工商業(yè)用戶21 316戶，居民用戶43．8萬戶。2013年建設(shè)改造區(qū)域10 kV最大負(fù)荷1 395．3 MW，供電量43．28億kWh，平均負(fù)荷密度8．13 MW／km2，最大負(fù)荷增長率為3．2%。

建設(shè)改造區(qū)域涉及220 kV變電站2座，其中一站采取內(nèi)橋接線形式，2路進(jìn)線，電纜13．222 km，架空8．55 km；另一站采取雙母線分段接線形式，4路進(jìn)線中2路來自500 kV站、2路來自220 kV站，架空31．254 km。220 kV 主變3臺，容量600 MVA，2013年最大負(fù)荷519．24 MW。

涉及110 kV變電站20座，均為內(nèi)橋式接線，具備兩路及以上進(jìn)線，架空線路長度136．522 km，電纜線路長度112．149 km，進(jìn)線電源較為堅強(qiáng)，供電可靠性高，能夠滿足線路“N－1”要求。110 kV主變47臺，總?cè)萘? 000 MVA，20座110 kV變電站2013年最大負(fù)荷1 445．27 MW。

市區(qū)二環(huán)內(nèi)共有10 kV配電線路481條，其中公用配電線路470條，專用配電線路11條。470條公用配電線路中，電纜線路297條，架空和電纜混合線路173條，線路總長2 036．462 km，電纜線路總長1 513．185 km，電纜化率74．30%，架空線路總長523．277 km，絕緣化率100%，核心區(qū)項目已改造75條，本期改造395條。

目前，建設(shè)改造區(qū)域254條純電纜線路，21條實現(xiàn)配電自動化，配電自動化覆蓋率僅8．26%；建設(shè)改造區(qū)域141條混合配電線路，12條實現(xiàn)配電自動化，配電自動化覆蓋率僅8．51%；在395條公用配電線路中，光纖通信涉及362條公用配電線路，22座變電站、330座（424段）開閉站及環(huán)網(wǎng)柜，350臺柱上開關(guān)。

對141條混合線路跌落、隔離開關(guān)及分支引線等老舊設(shè)備進(jìn)行更換，改造配電變臺低壓刀閘150組、高壓刀閘550組、跌落230組、分支引線13．6 km。

四大方向投資：其中完善網(wǎng)架結(jié)構(gòu)為7 131萬元；擴(kuò)大自動化區(qū)域為8 047萬元，配套通訊3 736萬元；加大設(shè)備改造，499萬元；提高運維能力，沒有投入。比例為：36．7%：60．7%：2．6%：0。

從比例結(jié)構(gòu)來看，投資重點在自動化改造方面，但對于如此規(guī)模的城市配網(wǎng)，自動化改造花費高達(dá)11 783萬元，仔細(xì)分析大部分投資用在更換一次設(shè)備與配套通訊上面，配合提高自動化覆蓋率。

而根據(jù)用戶供電可靠性系統(tǒng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2013年建設(shè)改造區(qū)域內(nèi)共有10千伏中壓用戶5 345戶（公用：2 386戶，專用：2 959戶），供電可靠率 RS－3指標(biāo)為99．913%。通過對停電原因分析，影響建設(shè)改造區(qū)域可靠性指標(biāo)的主要原因是預(yù)安排停電，停電時戶數(shù)為30 952．1時戶，影響 RS－3指標(biāo)為75．87%；其次為故障停電，停電時戶數(shù)為9 841．8時戶，影響RS－3指標(biāo)為24．13%，因故障平均用戶停電時間為110．479分鐘。建設(shè)改造區(qū)域內(nèi)2013年共處理各類故障74次，其中電纜故障24次，架空線路故障50次。在74次各類故障中，設(shè)備質(zhì)量引起的故障為24次，損失時戶數(shù)為2 485．32時戶；用戶原因引起的故障22次，損失時戶數(shù)2 924．16時戶；原因不明8次，損失時戶數(shù)1 061．61時戶；自然因素有關(guān)的故障為7次，損失時戶數(shù)1 513．32時戶；運維不當(dāng)造成的故障為6次，損失時戶數(shù)1 194時戶；安裝調(diào)試工藝不當(dāng)?shù)恼?次，損失時戶數(shù)523．17時戶；外力破壞引起的故障3次，損失時戶數(shù)140．19時戶。

若將大量資金投入到自動化覆蓋率是不經(jīng)濟(jì)的，因為完善網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提高“N－1”比例和電纜網(wǎng)環(huán)網(wǎng)率，增強(qiáng)負(fù)荷轉(zhuǎn)（互）供能力，可以增強(qiáng)安全性與可靠性，可以減少預(yù)安排停電；對于各類故障損失的時戶，可以考慮通過提高運維能力來加以解決，不必要立刻提高自動化覆蓋率，通過設(shè)備技術(shù)改造逐步提高自動化覆蓋率，通過人工轉(zhuǎn)供也是可以的，故障損失的時戶也很小，況且核心區(qū)已改造。

若將資金投到完善網(wǎng)架結(jié)構(gòu)與設(shè)備改造上也是可取的方案，但從目前情況看，完善網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的投資主要用在電纜土建上，大部分以排管與頂管為主，頂管平均造價1 500萬／公里，排管800萬／公里，而大開挖鋼筋混凝土溝道造價在800萬／公里。大開挖有檢修方便的好處，造價低，但開挖電力通道需要市政配合，可以利用綠化帶，上面種花，下面是電力通道。

綜上所述，完善網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，盡量和市政同步規(guī)劃，充分利用綠化帶，增大開挖電力通道比例，減少頂管與排管比例；擴(kuò)大自動化區(qū)域，提高核心區(qū)自動化覆蓋率為100%，逐步利用設(shè)備技術(shù)改造機(jī)會，提高自動化覆蓋率；充分利用運維，提高設(shè)備健康水平；增加非核心區(qū)運維力量，減少故障損失時戶。

3 結(jié) 論

根據(jù)上面例子，城市配電網(wǎng)提升改造投資方向不是單純提高配電自動化覆蓋率，而是根據(jù)歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)，分析電網(wǎng)的城市配電網(wǎng)提升的方向，同時根據(jù)投入產(chǎn)出的結(jié)果來確定投資的方向。城市配電網(wǎng)提升改造主要投入方向為：重與市政協(xié)調(diào)發(fā)展，重完善網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，重一次設(shè)備，重核心區(qū)；輕二次設(shè)備，輕通訊；強(qiáng)運維；防止為改而改，造成浪費。有序開展城市配電網(wǎng)提升改造，才能夠深入完善配電自動化系統(tǒng)的高級應(yīng)用，實現(xiàn)市區(qū)配電自動化、實用化、運行指標(biāo)的在線監(jiān)測，使設(shè)備運維檢修技術(shù)水平顯著提升。

［1］ 吳鴻亮．配網(wǎng)投資經(jīng)濟(jì)效益計算分析 ［J］．電網(wǎng)與清潔能源，2010，（9）：14－16．